吳鎮宇出身于第11期無線電視藝員訓練班（1982年），并成為該臺男藝員，當年同期畢業的還有梁朝偉、周星馳、李子雄、歐陽震華等人。在出道首幾年，他都只是于無線電視（TVB）的連續劇里擔任跑龍套的小角色。直到1980年代中開始，演出才開始增多。自1985年開始，吳鎮宇經常參演大量無線劇集，以飾演反派角色為主，如《生命之旅》的杜朗賢，《蓋世豪俠》的段玉樓更是其中的代表作。1990年初出演電視劇《灰網》，飾演了一個重情重義，為情義而死的第二男主角程浩。其后他亦演出過《公私三文治》和《卡拉屋企》等處境電視劇，令他逐步脫離反派角色的定型。1992年，結束了與無線的8年合約，吳鎮宇決定徹底投身電影圈。

　　吳鎮宇是于1986年憑演出《靚妹仔3之午夜麗人》而進入電影圈。在電影圈早期，吳鎮宇幾乎都只能出演一些小角色。

　　1992年，飾演《絕代雙驕》的頭號反角江玉郎。

　　1993年客串周星馳的《唐伯虎點秋香》中的四大才子之一文征明。

　　1994-1995年，他與黃子華、李婉華合作，主演了舞臺劇《撞板風流》。

　　1996年的客串《基佬四十》，飾演一個敏感、溫雅、內秀的GAY ?。同年，吳鎮宇主演了查傳誼導演的電影《旺角揸Fit人》。1996年，吳鎮宇參演了由鄭伊健、陳小春主演的《古惑仔之人在江湖》，他打破常規性的黑社會兇神惡煞的套演方式，把一個心理極度瘋狂歇斯底里神經質的形象融合到這個反派身上。

　　1997年，出演《難兄難弟》，飾演老實、敦厚的謝源老實、敦厚。同年接連拍了《豪情蓋天》、《97家有喜事》等電影。1997年先后與劉青云拍擋，主演了杜琪峰導演的《一個字頭的誕生》以及電影《高度戒備》 ?。并且《一個字頭的誕生》這部電影，獲得了1998年電影金紫荊獎最佳男配角獎。

　　1998年與吳君如、方中信等合作電視劇《古惑仔》，飾演黑幫角色靚坤。1998年，他執導了自己的第一部作品《9413》。

　　1999年，主演了葉偉信導演的《爆裂刑警》 ?。同年，主演了杜琪峰導演的《槍火》。

　　2000年，憑借《公元2000》里一個出場了10分鐘的在客串演員表的配角，他拿下了當年香港金像獎的最佳男配角獎和金紫荊獎最佳男配角獎。同年，繼續跟葉偉信導演合作，和吳君如主演了《朱麗葉與梁山伯》。

　　2001年在第七屆香港電影評論學會大獎頒獎禮上獲得最佳男演員獎 ?。

　　2002年，吳鎮宇憑借《朱麗葉與梁山伯》獲第二十屆香港電影金像獎最佳主角提名。

　　2003年，重回無線，接拍了無線臺慶劇《沖上云霄》。2003年，吳鎮宇憑借《無間道Ⅱ》倪永孝的角色，被第二十三屆香港電影金像獎最佳男主角提名。

　　2005年的《神經俠侶》里，吳鎮宇飾演善良、固執但沒有攻擊性的精神病患者。

　　2006年，主演電影《臥虎》，飾演一個個性沖動，嗜血殘暴的黑道反派角色，并憑此角色獲得第43屆金馬獎最佳男主角提名。

　　2010年出演的電影《西風烈》中吳鎮宇飾演殺手 ?。

　　2012年3月1日《瘋狂的蠢賊》首映，吳鎮宇親赴北京四家影院宣傳造勢。2012年與周潤發合作，出演《大上海》中茅載一角。 ?

　　2013年，吳鎮宇十年重返熒屏的電視劇《沖上云霄2》在香港開播以后，以全劇平均31點，大結局平均38點的收視率成為2013年度香港電視劇收視冠軍 ?。

　　2014年主演的電影《京城81號》中分飾兩角，內地總票房超過4億，并以平均每周1.3億的成績成為國內驚悚片票房冠軍。 ?同年，吳鎮宇攜子參加湖南衛視綜藝節目《爸爸去哪兒2》 ?。節目開播后，吳鎮宇一直占據“人氣爸排行榜”第一的位置。 ?

　　2015年4月30日，參演的電影《愛我就陪我看電影》于4月30日上映。 ?5月19日，主演的《土豪520》在京舉辦首映禮，電影于5月21日正式上映。 ?主演賀歲喜劇《惡人報喜》 ?。

　　2016年5月6日，主演的電影《判我有罪》上映。 ?